为研究冻土界面层的单剪力学性质，基于有限元数值模拟技术(ABAQUS)软件Goodman单元，利用软件二次开发功能，自定义冻土界面层弹塑性损伤本构关系，建立基于冻土界面层剪切试验的有限元模型，实现冻土界面层的剪切试验数值模拟。通过数值模拟分析和试验对比得出：(1)冻土界面层有限元模型数值模拟剪切试验，将计算结果与试验进行对比，两者间具有一致性；(2)冻土界面层模拟剪切时，剪应力随剪位移达到峰值剪应力后过渡到平稳剪切阶段；模拟峰值剪应力、模拟稳定剪应力随着法向应力增大而增大，冻土界面层的模拟抗剪强度与法向应力具有较好的线性关系，可用摩尔-库仑理论描述；(3)结构面粗糙度、冻土温度和法向应力等因素对冻土界面层力学特性具有重要影响。研究结果对冻土界面层力学特性问题提供新的研究方法和路径。
为研究冻土界面层的单剪力学性质，基于有限元数值模拟技术(ABAQUS)软件Goodman单元，利用软件二次开发功能，自定义冻土界面层弹塑性损伤本构关系，建立基于冻土界面层剪切试验的有限元模型，实现冻土界面层的剪切试验数值模拟。通过数值模拟分析和试验对比得出：(1)冻土界面层有限元模型数值模拟剪切试验，将计算结果与试验进行对比，两者间具有一致性；(2)冻土界面层模拟剪切时，剪应力随剪位移达到峰值剪应力后过渡到平稳剪切阶段；模拟峰值剪应力、模拟稳定剪应力随着法向应力增大而增大，冻土界面层的模拟抗剪强度与法向应力具有较好的线性关系，可用摩尔-库仑理论描述；(3)结构面粗糙度、冻土温度和法向应力等因素对冻土界面层力学特性具有重要影响。研究结果对冻土界面层力学特性问题提供新的研究方法和路径。
为研究冻土界面层的单剪力学性质，基于有限元数值模拟技术(ABAQUS)软件Goodman单元，利用软件二次开发功能，自定义冻土界面层弹塑性损伤本构关系，建立基于冻土界面层剪切试验的有限元模型，实现冻土界面层的剪切试验数值模拟。通过数值模拟分析和试验对比得出：(1)冻土界面层有限元模型数值模拟剪切试验，将计算结果与试验进行对比，两者间具有一致性；(2)冻土界面层模拟剪切时，剪应力随剪位移达到峰值剪应力后过渡到平稳剪切阶段；模拟峰值剪应力、模拟稳定剪应力随着法向应力增大而增大，冻土界面层的模拟抗剪强度与法向应力具有较好的线性关系，可用摩尔-库仑理论描述；(3)结构面粗糙度、冻土温度和法向应力等因素对冻土界面层力学特性具有重要影响。研究结果对冻土界面层力学特性问题提供新的研究方法和路径。
为探究冻土界面层单剪损伤力学特性,本文根据冻黏土与结构接触界面层单剪力学特性试验结果,基于经典的摩尔库仑准则,将内聚力与摩擦系数作为一个与应力第一不变量相关的函数,建立适合于描述冻土材料破坏的本构模型。通过冻土界面层单剪损伤分析,在模型中引入塑性和损伤等内变量,同时建立与温度和粗糙度等相关影响因素的关系,根据热力学第二定律和正交法则,构建用于描述冻土与结构接触界面层单剪的弹塑性损伤模型。采用开发的冻土界面层单剪本构模型,给出相关的数值求解格式,对于各种工况下所反映出的力学特征进行有限元计算分析,与冻土界面层单剪物理试验进行对比验证,结果表明,所建模型是准确合理的。
为探究冻土界面层单剪损伤力学特性,本文根据冻黏土与结构接触界面层单剪力学特性试验结果,基于经典的摩尔库仑准则,将内聚力与摩擦系数作为一个与应力第一不变量相关的函数,建立适合于描述冻土材料破坏的本构模型。通过冻土界面层单剪损伤分析,在模型中引入塑性和损伤等内变量,同时建立与温度和粗糙度等相关影响因素的关系,根据热力学第二定律和正交法则,构建用于描述冻土与结构接触界面层单剪的弹塑性损伤模型。采用开发的冻土界面层单剪本构模型,给出相关的数值求解格式,对于各种工况下所反映出的力学特征进行有限元计算分析,与冻土界面层单剪物理试验进行对比验证,结果表明,所建模型是准确合理的。
为探究冻土界面层单剪损伤力学特性,本文根据冻黏土与结构接触界面层单剪力学特性试验结果,基于经典的摩尔库仑准则,将内聚力与摩擦系数作为一个与应力第一不变量相关的函数,建立适合于描述冻土材料破坏的本构模型。通过冻土界面层单剪损伤分析,在模型中引入塑性和损伤等内变量,同时建立与温度和粗糙度等相关影响因素的关系,根据热力学第二定律和正交法则,构建用于描述冻土与结构接触界面层单剪的弹塑性损伤模型。采用开发的冻土界面层单剪本构模型,给出相关的数值求解格式,对于各种工况下所反映出的力学特征进行有限元计算分析,与冻土界面层单剪物理试验进行对比验证,结果表明,所建模型是准确合理的。
在天然冻土区或人工冻土工程中存在着大量冻土与结构物接触界面层问题,目前有关此类接触界面层力学变形性能的试验研究手段缺乏。为此,在已研制大型多功能冻土-结构接触面循环直剪系统DDJ-1基础上,改制冻土剪切盒,凸出冻土试样界面层,研发微变形测量系统,组成冻土与结构接触界面层力学试验系统。该系统不仅能实现不同边界条件下接触界面的力学特性试验,而且能测量和分析接触界面层不同位置的冻土体位移,分析研究不同冻土温度、不同结构粗糙度、不同法向荷载作用下界面层冻土体变形特性。试验结果表明,该系统能准确再现冻土与结构接触界面层的力学变形行为,可为系统开展冻土-结构接触界面层的研究提供试验基础。